KR102272159B1 - Liver fibrosis mouse model without GOLGA2 gene - Google Patents
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Abstract
본 발명은 GOLGA2 유전자가 넉아웃된 간 섬유화 마우스 모델, 상기 간 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물, 간 섬유화 마우스 모델 제조방법 및 간 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 GOLGA2 유전자 넉아웃 간 섬유화 마우스 모델을 이용하면, 간 조직의 심각한 병변 없이 유전적 변이로 인해 간의 전체적인 부위에 섬유화가 유발된 모델을 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한 상기 모델은 골지체의 이상형태, 자가포식 및 간 섬유화의 연관성 연구를 위한 모델로서 다양하게 활용할 수 있으며, 케미컬 기반 간 섬유화가 아닌 유전적 기반 간 섬유화의 치료제 스크리닝을 위한 동물 모델로 사용할 수 있다.The present invention relates to a liver fibrosis mouse model in which the GOLGA2 gene is knocked out, a composition for preparing the liver fibrosis mouse model, a method for preparing a liver fibrosis mouse model, and a screening method for inhibiting or treating liver fibrosis. When the GOLGA2 gene knockout liver fibrosis mouse model according to the present invention is used, there is an advantage that a model in which fibrosis is induced in the entire region of the liver due to a genetic mutation without serious lesion of the liver tissue can be used. In addition, the model can be used in various ways as a model for the study of the association between Golgi abnormal morphology, autophagy and liver fibrosis, and can be used as an animal model for screening a therapeutic agent for genetic-based liver fibrosis rather than chemical-based liver fibrosis.
Description
본 발명은 GOLGA2 유전자가 넉아웃된 간 섬유화 마우스 모델, 상기 간 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물, 간 섬유화 마우스 모델 제조방법 및 간 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liver fibrosis mouse model in which the GOLGA2 gene is knocked out, a composition for preparing the liver fibrosis mouse model, a method for preparing a liver fibrosis mouse model, and a screening method for inhibiting or treating liver fibrosis.
자가포식(autophagy or self-eating) 현상은 필요하지 않거나 손상된 세포내 단백질, 리피드, 소기관들이 라이소좀에 의해 제거되는 과정으로서 생리학적으로 자가포식 과정은 단순히 제거의 의미라기보다는 다이내믹하게 세포를 개선하거나 항상성을 유지하기 위한 에너지들을 공급하고 새로운 소기관 등 기반을 구축하는 재활용 시스템으로 중요한 역할을 담당하고 있다. 이러한 자가포식 작용과 관련하여 골지체는 자가소화포(autophagosome) 조립 초기에 생성되는 이중 격리막(phagophore)을 제공한다고 알려져 있다.Autophagy or self-eating is a process in which unnecessary or damaged intracellular proteins, lipids, and organelles are removed by lysosomes. Physiologically, the autophagy process does not simply mean elimination, but dynamically improves or improves cells. It plays an important role as a recycling system that supplies energy to maintain homeostasis and builds a foundation for new organelles. In relation to this autophagy, the Golgi apparatus is known to provide a double membrane (phagophore) that is generated in the early stage of autophagosome assembly.
한편, 간 섬유화는 간염 등 만성 간질환에 수반되는 생체 적응 반응의 일부로서 손상된 간 조직이 정상적인 간세포로 복구되는 것이 아니라 콜라겐과 같은 섬유조직으로 변형되는 상태를 칭한다. 간 섬유화는 조직 손상의 복구 과정에서 발생하는 생체 적응 반응이지만 물질 대사 및 담즙 분비 등의 고유 기능을 전혀 수행할 수 없는 섬유조직으로 간조직을 대체시키므로 필연적으로 간 기능의 저하가 나타난다. 간 섬유화 현상이 지속적으로 반복될 때에는 간 경화로 발전되어 사망에까지 이르게 한다는 점에서 적절한 치료제의 개발은 신약 개발의 중요한 과제가 된다. 그러나 현재까지는 간 섬유화의 기전 자체가 명확하게 밝혀져 있지 않고 효능이 우수한 치료제가 아직 개발되지 않은 실정이다.On the other hand, liver fibrosis refers to a state in which damaged liver tissue is transformed into a fibrous tissue such as collagen, rather than being restored to normal hepatocytes, as part of a bioadaptation reaction accompanying chronic liver disease such as hepatitis. Although hepatic fibrosis is a bioadaptation reaction that occurs during the repair process of tissue damage, liver function is inevitably deteriorated because it replaces the liver tissue with fibrous tissue that cannot perform its own functions such as metabolism and bile secretion. The development of an appropriate therapeutic agent is an important task in the development of a new drug in that, when the liver fibrosis phenomenon is continuously repeated, it develops into liver cirrhosis and leads to death. However, until now, the mechanism of liver fibrosis itself has not been clearly elucidated, and a therapeutic agent with excellent efficacy has not yet been developed.
기존에 이러한 간 섬유화를 일으킨 모델은 존재하나 이는 케미컬 기반의 섬유화 모델로서 케미컬이 닿는 조직 부위에 심각한 병변을 야기한다는 문제점이 있었다. 또한, 골지체, 자가포식 및 간 섬유화와의 관계와 이러한 현상에 어떠한 유전자가 관여하는지 밝혀진 바가 없으며 이에 대한 구체적인 연구가 필요한 실정이다.Existing models of liver fibrosis exist, but this is a chemical-based fibrosis model, which has a problem in that it causes serious lesions in the tissue area in contact with the chemical. In addition, the relationship between the Golgi apparatus, autophagy, and liver fibrosis and which genes are involved in these phenomena have not been elucidated, and specific studies are needed.
이에 본 발명자들은 연구를 수행하던 중, 최초로 골지체의 형성면 쪽인 cis-골지체에 존재하는 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스가 골지체의 붕괴를 일으키며 자가포식을 유도하고 간 섬유화가 유발되는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors completed the present invention by confirming that the GOLGA2 gene knockout mouse present in the cis-Golgi apparatus, which is the formation surface of the Golgi apparatus, for the first time during the study, causes the Golgi apparatus to collapse, induces autophagy, and induces liver fibrosis. did it
따라서 본 발명의 목적은, GOLGA2 유전자 넉아웃된, 간 섬유화 마우스 모델, 상기 간 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물, 상기 간 섬유화 마우스 모델 제조방법 및 간 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a liver fibrosis mouse model in which the GOLGA2 gene is knocked out, a composition for preparing the liver fibrosis mouse model, a method for preparing the liver fibrosis mouse model, and a screening method for a liver fibrosis inhibition or therapeutic agent.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 GOLGA2 유전자가 넉아웃된, 간 섬유화 마우스 모델을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a mouse model of liver fibrosis, in which the GOLGA2 gene is knocked out.
또한, 본 발명은 GOLGA2 유전자 엑손 1 내지 26번이 결실된 배아줄기 세포를 포함하는, 간 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for preparing a mouse model of liver fibrosis, comprising embryonic stem cells in which exons 1 to 26 of the GOLGA2 gene are deleted.
또한, 본 발명은 GOLGA2 유전자를 넉아웃시키는 단계;를 포함하는, 간 섬유화 마우스 모델 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for preparing a mouse model of liver fibrosis, comprising the step of knocking out the GOLGA2 gene.
또한, 본 발명은 (S1) 상기 간 섬유화 마우스 모델에 후보 물질을 처리하는 단계; 및 (S2) 상기 후보 물질이 처리된 간 섬유화 마우스 모델에서 간 섬유화 억제 또는 치료 물질을 판정하는 단계;를 포함하는, 간 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (S1) treating a candidate substance in the liver fibrosis mouse model; and (S2) determining a liver fibrosis inhibition or therapeutic agent in the liver fibrosis mouse model treated with the candidate substance;
본 발명에 따른 GOLGA2 유전자 넉아웃 간 섬유화 마우스 모델을 이용하면, 간 조직의 심각한 병변 없이 유전적 변이로 인해 간의 전체적인 부위에 섬유화가 유발된 모델을 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 모델은 골지체의 이상형태, 자가포식 및 간 섬유화의 연관성 연구를 위한 모델로서 다양하게 활용할 수 있으며, 케미컬 기반 간 섬유화가 아닌 유전적 기반 간 섬유화의 치료제 스크리닝을 위한 동물 모델로 사용할 수 있다. When the GOLGA2 gene knockout liver fibrosis mouse model according to the present invention is used, there is an advantage that a model in which fibrosis is induced in the entire region of the liver due to a genetic mutation without serious lesion of the liver tissue can be used. In addition, the model can be used in various ways as a model for studying the association between Golgi body abnormalities, autophagy and liver fibrosis, and can be used as an animal model for screening therapeutic agents for genetic-based liver fibrosis rather than chemical-based liver fibrosis. .
도 1은 GOLGA2 유전자의 위치와 GOLGA2 넉아웃 마우스 제작에 사용된 배아줄기 세포의 모식도를 나타낸 도이다.
도 2는 간 세포주에서 GOLGA2 넉아웃에 의해 GOLGA2 단백질이 골지에서 없어짐을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 증가된 자가포식 작용이 유리지방산(free fatty acid, FFA)에 의해 형성된 지방 방울을 분해함을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 마커 단백질 SQSTM1, LC3I 및 LC3ll의 발현이 증가됨을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 유전형질분석 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 GOLGA2 넉아웃 마우스의 조직 내 GOLGA2 mRNA의 발현 분석을 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스를 선별한 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 크기를 비교한 사진을 나타낸 도이다.
도 8은 정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 크기 비교 그래프를 나타낸 도이다.
도 9는 정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 몸무게 비교 그래프를 나타낸 도이다.
도 10은 수컷 GOLGA2 넉아웃 마우스의 장기 크기 감소를 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 11은 GOLGA2 넉아웃 마우스 간조직에서 자가포식 마커 단백질인 LC3B가 간의 특정 세포에서 매우 활성화된 것을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 12는 GOLGA2 넉아웃 마우스 간의 전자현미경 이미지 분석 결과를 통해 간에서 자가포식에 의해 지방 방울이 분해되었다는 것을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 13은 GOLGA2 넉아웃 마우스 간의 조직학적 분석을 통해 간 전체에 섬유화 병변이 발견됨을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 14는 GOLGA2 넉아웃 마우스 간의 면역조직염색 분석을 통해 Smooth muscle actin (SMA)의 발현이 증가된 것을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 15는 GOLGA2 넉아웃 마우스 간의 면역블랏 분석을 통해 TGF-β 신호 전달 기전의 하위 기전 단백질인 SMAD4가 현저하게 증가한 것을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 16은 GOLGA2 유전자 넉아웃으로 의한 간조직 섬유화 마우스 모델 제조기전을 나타낸 도이다.1 is a diagram showing the location of the GOLGA2 gene and a schematic diagram of the embryonic stem cells used to construct the GOLGA2 knockout mouse.
2 is a diagram showing the results of confirming that GOLGA2 protein is eliminated from Golgi by GOLGA2 knockout in liver cell lines.
3 is a diagram showing the results confirming that increased autophagy in GOLGA2 knockout liver cell line degrades fat droplets formed by free fatty acid (FFA).
4 shows GOLGA2 It is a diagram showing the result confirming that the expression of autophagy marker proteins SQSTM1, LC3I and LC3ll is increased in the knockout liver cell line.
5 is a diagram showing the results of genotyping of normal, heterozygous and GOLGA2 knockout mice.
6 shows GOLGA2 A diagram showing the results of selecting GOLGA2 knockout mice through the expression analysis of GOLGA2 mRNA in the tissues of the knockout mice.
7 shows normal, heterozygous and GOLGA2 It is a diagram showing a photograph comparing the size of knockout mice.
8 shows normal, heterozygous and GOLGA2 A diagram showing a size comparison graph of a knockout mouse.
9 shows normal, heterozygous and GOLGA2 It is a diagram showing a weight comparison graph of knockout mice.
10 shows male GOLGA2 It is a diagram showing the results of confirming the organ size reduction in knockout mice.
11 is a diagram showing the results of confirming that LC3B, an autophagy marker protein, is highly activated in specific cells of the liver in GOLGA2 knockout mouse liver tissue.
12 is GOLGA2 It is a diagram showing the result of confirming that the fat droplets were decomposed by autophagy in the liver through the electron microscope image analysis result of the knockout mouse liver.
13 is GOLGA2 A diagram showing the results of confirming that fibrotic lesions were found throughout the liver through histological analysis of the knockout mouse liver.
14 is GOLGA2 It is a diagram showing the result of confirming that smooth muscle actin (SMA) expression was increased through immunohistochemistry analysis of knockout mice liver.
15 is GOLGA2 It is a diagram showing the result of confirming that SMAD4, a sub-mechanical protein of the TGF-β signaling mechanism, was significantly increased through immunoblot analysis between knockout mice.
16 is a diagram showing a mechanism for preparing a mouse model of liver tissue fibrosis caused by knockout of the GOLGA2 gene.
본 발명은 GOLGA2 유전자가 넉아웃된, 간 섬유화 마우스 모델을 제공한다.The present invention provides a mouse model of liver fibrosis in which the GOLGA2 gene is knocked out.
본 발명의 GOLGA2 유전자는 NCBI Gene ID 99412 의 유전자이며 크로모좀 2에 속하는 유전자로서 다양한 종에 존재한다. 구체적으로 상기 GOLGA2 유전자는 NCBI Reference Sequence NM_133852의 염기서열로 이루어지는 폴리뉴클레오타이드일 수 있다. 또한, 상기 GOLGA2 유전자는 골지체의 형성면 쪽인 cis-골지체에 존재하는 유전자이다. The GOLGA2 gene of the present invention is a gene of NCBI Gene ID 99412 and is a gene belonging to
상기 마우스 모델은 골지체에서 GOLGA2 단백질이 넉아웃된 것일 수 있다. 이로 인해 골지체가 붕괴되며 자가포식이 유도된다. 또한, 상기 마우스 모델은 간에서 자가포식 작용이 증가된 것일 수 있다. 상기 마우스 모델은 간에서 자가포식 마커 단백질인 LC3B의 발현이 증가된 것일 수 있다.The mouse model may be one in which the GOLGA2 protein is knocked out in the Golgi apparatus. As a result, the Golgi apparatus collapses and autophagy is induced. In addition, the mouse model may have increased autophagy in the liver. The mouse model may have increased expression of LC3B, an autophagy marker protein, in the liver.
또한, 상기 간은 간성상세포일 수 있으며 간성상세포에서 자가포식 작용의 증가로 인해 지방 방울이 분해될 수 있다. 또한, 이로 인해 상기 간성상세포는 섬유화세포로 형질전환되어 간조직의 섬유화를 일으킨다.In addition, the liver may be hepatic stellate cells, and fat droplets may be degraded due to an increase in autophagy in hepatic stellate cells. In addition, due to this, the hepatic stellate cells are transformed into fibrotic cells to cause fibrosis of the liver tissue.
상기 마우스 모델은 GOLGA2 유전자 엑손 1 내지 26번이 결실된 배아줄기 세포로 제조된 것일 수 있으며 이에 제한되지는 않는다. 또한, 상기 배아줄기 세포는 마우스의 배반포에 주입될 수 있다.The mouse model may be prepared from embryonic stem cells in which GOLGA2 gene exons 1 to 26 are deleted, but is not limited thereto. In addition, the embryonic stem cells may be injected into the blastocyst of a mouse.
상기 마우스 모델은 간에서 SMAD4 단백질이 증가된 것일 수 있다. 상기 SMAD4 단백질은 TGF-β 신호 전달 기전의 하위 기전 단백질로서 TGF-β 신호 전달 기전의 증가는 섬유화에서 일어나는 중요한 기전이므로 SMAD4 단백질의 증가를 확인함으로써 간 섬유화가 유발됨을 확인할 수 있다.The mouse model may be one in which SMAD4 protein is increased in the liver. The SMAD4 protein is a sub-mechanical protein of the TGF-β signaling mechanism, and since the increase in the TGF-β signaling mechanism is an important mechanism occurring in fibrosis, it can be confirmed that liver fibrosis is induced by confirming the increase of the SMAD4 protein.
본 발명의 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스 모델을 통해 GOLGA2 넉아웃으로 골지체에서 GOLGA2 단백질이 넉아웃되며 간에서 자가포식 작용이 증가하고 간 섬유화가 유발됨을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 GOLGA2 유전자 넉아웃 간 섬유화 마우스 모델을 이용하면, 간 조직의 심각한 병변 없이 유전적 변이로 인해 간의 전체적인 부위에 섬유화가 유발된 모델을 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 모델은 골지체의 이상형태, 자가포식 및 간 섬유화의 연관성 연구를 위한 모델로서 다양하게 활용할 수 있으며, 케미컬 기반 간 섬유화가 아닌 유전적 기반 간 섬유화의 치료제 스크리닝을 위한 동물 모델로 사용할 수 있다. Through the GOLGA2 gene knockout mouse model of the present invention, it can be confirmed that the GOLGA2 knockout causes the GOLGA2 protein to be knocked out in the Golgi apparatus, increases autophagy in the liver, and induces liver fibrosis. In addition, when the GOLGA2 gene knockout liver fibrosis mouse model according to the present invention is used, there is an advantage in that a model in which fibrosis is induced in the entire region of the liver due to a genetic mutation without serious lesion of the liver tissue can be used. In addition, the model can be used in various ways as a model for studying the association between Golgi body abnormalities, autophagy and liver fibrosis, and can be used as an animal model for screening therapeutic agents for genetic-based liver fibrosis rather than chemical-based liver fibrosis. .
또한, 본 발명은 GOLGA2 유전자 엑손 1 내지 26번이 결실된 배아줄기 세포를 포함하는, 간 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 바람직하게는 배지 조성물일 수 있으며 상기 "배지(culture media)"는 인 비트로에서 세포 성장 및 생존을 지지할 수 있게 하는 배지를 의미하고, 세포의 배양에 적절한 당 분야에서 사용되는 통상의 배지를 모두 포함한다. 상기 배지는 세포가 최소 증식 및/또는 생존하는데 필요한 필수 및 비필수 아미노산, 비타민, 에너지원, 지질 및 미량원소 등을 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a composition for preparing a mouse model of liver fibrosis, comprising embryonic stem cells in which exons 1 to 26 of the GOLGA2 gene are deleted. The composition may preferably be a medium composition, and the "culture media" refers to a medium capable of supporting cell growth and survival in vitro, and is suitable for culturing cells. Includes all media. The medium may contain essential and non-essential amino acids, vitamins, energy sources, lipids and trace elements necessary for minimal proliferation and/or survival of cells.
또한, 본 발명은 GOLGA2 유전자를 넉아웃시키는 단계;를 포함하는, 간 섬유화 마우스 모델 제조방법을 제공한다. 상기 넉아웃은 당 분야에 알려진 통상의 방법으로 실시될 수 있고 바람직하게는 GOLGA2 CRISPR/Cas9 시스템을 이용하여 실시될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 상기 GOLGA2 유전자를 넉아웃시키는 단계를 거쳐 간 섬유화 마우스 모델을 제조하면 간 조직의 심각한 병변 없이 유전적 변이로 인해 간의 전체적인 부위에 섬유화가 유발된 간 섬유화 모델을 얻을 수 있다. 또한, 케미컬 기반 간 섬유화가 아닌 유전적 기반 간 섬유화 모델을 얻을 수 있다.In addition, the present invention provides a method for preparing a mouse model of liver fibrosis, comprising the step of knocking out the GOLGA2 gene. The knockout may be performed by a conventional method known in the art, and preferably may be performed using a GOLGA2 CRISPR/Cas9 system, but is not limited thereto. If a mouse model of liver fibrosis is prepared through the step of knocking out the GOLGA2 gene, a model of liver fibrosis in which fibrosis is induced in the entire liver due to genetic mutation without serious lesion of liver tissue can be obtained. In addition, it is possible to obtain a genetic-based liver fibrosis model rather than a chemical-based liver fibrosis model.
또한, 본 발명은 (S1) 상기 간 섬유화 마우스 모델에 후보 물질을 처리하는 단계; 및 (S2) 상기 후보 물질이 처리된 간 섬유화 마우스 모델에서 간 섬유화 억제 또는 치료 물질을 판정하는 단계;를 포함하는, 간 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (S1) treating a candidate substance in the liver fibrosis mouse model; and (S2) determining a liver fibrosis inhibition or therapeutic agent in the liver fibrosis mouse model treated with the candidate substance;
상기 (S1) 단계는 본 발명의 GOLGA2 유전자가 넉아웃된 간 섬유화 마우스 모델에 후보 물질을 처리하는 단계이다. 상기 "후보 물질"은 간 섬유화를 치료, 예방 또는 개선할 수 있는 것으로 기대되는 물질로서 화학물질, 올리고뉴클레오타이드, 펩티드, 유전자, 단백질, 식품, 제형, 화합물, 조성물, 의약, 영양보조제, 건강관리제품 또는 음료 등의 물질을 제한 없이 포함한다. 또한, 상기 "처리"는 후보 물질을 본 발명의 간 섬유화 마우스 모델에 투여하는 방법일 수 있으며 이에 제한되지는 않는다. 상기 "투여하는 방법"으로는 경구투여, 정맥주사, 피하투여, 복강내 투여 등 종래의 투여 방법 중 적절한 방법을 선택할 수 있으며, 후보 물질의 투여량은 투여 방법, 실험 동물의 체중 및 상태나 사전 실험 결과 등에 따라 적절히 선택할 수 있으며 이에 제한되지는 않는다.The step (S1) is a step of treating a candidate substance in the liver fibrosis mouse model in which the GOLGA2 gene of the present invention is knocked out. The "candidate substance" is a substance expected to treat, prevent or ameliorate liver fibrosis, and is a chemical substance, oligonucleotide, peptide, gene, protein, food, formulation, compound, composition, drug, nutritional supplement, health care product or substances such as beverages, without limitation. In addition, the "treatment" may be a method of administering a candidate substance to the liver fibrosis mouse model of the present invention, but is not limited thereto. As the "administration method", an appropriate method among conventional administration methods such as oral administration, intravenous injection, subcutaneous administration, and intraperitoneal administration may be selected, and the dosage of the candidate substance may be determined according to the administration method, the weight and condition of the experimental animal, or in advance. It may be appropriately selected according to the experimental results, etc., but is not limited thereto.
상기 (S2) 단계는 (S1) 단계에서 처리된 후보 물질 중 간 섬유화를 개선시킴이 확인된 물질을 선별함으로써 간 섬유화 억제 또는 치료 물질로 판정하는 단계이다. 상기 "선별"은, 후보 물질의 처리 전 본 발명의 간 섬유화 마우스 모델의 간 섬유화 정도를 측정한 결과와 후보 물질의 처리 후 측정 결과를 비교한 결과, 후보 물질의 처리 전 간 섬유화 정도보다 그 정도를 감소시킨 후보 물질을 선택함으로써 이루어질 수 있다.The step (S2) is a step of determining a substance for inhibiting or treating liver fibrosis by selecting a substance confirmed to improve liver fibrosis among the candidate substances treated in the step (S1). The "screening" refers to a result of measuring the degree of liver fibrosis in the liver fibrosis mouse model of the present invention before the treatment of the candidate substance and the result of comparing the measurement result after the treatment of the candidate substance, the degree of liver fibrosis before the treatment of the candidate substance. This can be achieved by selecting a candidate material that has reduced .
본 발명의 GOLGA2 유전자가 넉아웃된 간 섬유화 마우스 모델을 이용한 상기 간 섬유화 억제 또는 치료제의 스크리닝 방법을 이용하면, 유전적 변이로 인해 간의 전체적인 부위에 섬유화가 유발된 모델을 사용하여 치료제를 스크리닝할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 케미컬 기반 간 섬유화가 아닌 유전적 기반 간 섬유화의 치료제를 스크리닝할 수 있다. If the screening method of the liver fibrosis inhibition or therapeutic agent using the liver fibrosis mouse model in which the GOLGA2 gene of the present invention is knocked out is used, the therapeutic agent can be screened using a model in which fibrosis is induced in the entire region of the liver due to genetic mutation. There is an advantage that In addition, it is possible to screen for therapeutic agents for genetic-based liver fibrosis rather than chemical-based liver fibrosis.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The examples are only for illustrating the present invention in more detail, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention.
실시예상의 각 실험의 통계는 ± S.D 사용하였고, p < 0.05 (* 또는 #), p < 0.01 (** 또는 ##)로 기록하였다.The statistics of each experiment in the Examples were used ± S.D, and were reported as p < 0.05 (* or #), p < 0.01 (** or ##).
실험예Experimental example 1. 간 세포주 배양 및 1. Liver Cell Line Culture and GOLGA2GOLGA2 넉아웃knockout 세포주 제작 Cell line production
인간 정상 간세포주인 Chang 세포주를 Dulbecco's modified Eagle medium/high-glucose 배지 (WELGENE Inc.), 우태아 혈청 10%, 항생제 10%, Heps 20%를 첨가하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다.Chang cell line, a normal human hepatocyte, was added to Dulbecco's modified Eagle medium/high-glucose medium (WELGENE Inc.), fetal
또한, GOLGA2 넉아웃된 Chang 세포주는 GOLGA2 CRISPR/Cas9 시스템으로 제작하였다.In addition, the GOLGA2 knockout Chang cell line was constructed using the GOLGA2 CRISPR/Cas9 system.
실험예Experimental example 2. 2. GOLGA2GOLGA2 유전자 gene 넉아웃knockout 마우스 제작 mouse crafting
Wellcome Trust Sanger Institute로부터 GOLGA2 1-26 엑손이 결실된 배아줄기 세포를 구입하여 C57B/L6J 계통 마우스의 배반포에 주입하여 이형접합체 자손들을 얻어냈고 그 이형접합 마우스의 근친교배를 통한 자손들의 유전형질분석을 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스를 선별하였다. GOLGA2 1-26 exon-deleted embryonic stem cells were purchased from the Wellcome Trust Sanger Institute and injected into the blastocyst of C57B/L6J mice to obtain heterozygous progeny. GOLGA2 knockout mice were selected.
상기 유전형질분석에 사용한 PCR primer는 다음과 같다. GOLGA2 KO-F(5'-CTTCGTATAATGTATGCTATACGAAGTTATGCTAGC-3')와 Reg-GOLGA2-R(5'-ACTGAGCCGGTGAAAACTTAGAAGC-3')는 GOLGA2(-/-) 넉아웃을 확인하는데 사용하였으며, Mus GOLGA2 Exon 27 wt-F(5'-AAGACTGGCGGCCAAAGCC-3')와 Reg-GOLGA2-R는 GOLGA2(+/+)을 확인하는데 사용하였다.The PCR primers used for the genotyping were as follows. GOLGA2 KO-F (5'-CTTCGTATAATGTATGCTATACGAAGTTATGCTAGC-3') and Reg- GOLGA2 -R (5'-ACTGAGCCGGTGAAAACTTAGAAGC-3') were used to confirm GOLGA2 (-/-) knockout, and Mus GOLGA2 Exon 27 wt-F (5'-AAGACTGGCGGCCAAAGCC-3 ') and Reg- GOLGA2 -R was used to confirm the GOLGA2 (+ / +).
도 1에 GOLGA2 유전자의 위치와 GOLGA2 넉아웃 마우스 제작에 사용된 배아줄기 세포의 모식도를 나타내었으며, 도 1에 나타낸 바와 같이 GOLGA2 유전자는 크로모좀 2에 속하며 사용된 배아줄기세포의 GOLGA2 엑손 1-26번이 결실되어 있음을 확인하였다.1 shows the location of the GOLGA2 gene and a schematic diagram of the embryonic stem cell used to construct the GOLGA2 knockout mouse. As shown in FIG. 1, the GOLGA2 gene belongs to
실험예Experimental example 3. 면역 3. Immunity 형광법fluorescence (( ImmunofluorescenceImmunofluorescence ) 분석) analysis
Chang 세포주를 배양용 8웰 챔버 슬라이드에서 배양 후 3% 파라포름알데하이드(Paraformaldehyde)로 4℃에서 10분 동안 고정시켰다. 그 후 0.25% Triton® X-100에 5분 처리한 다음 30분간 3% 소혈청알부민을 이용하여 블락킹 처리시켰으며, 일차 항체를 4℃에서 하루동안 처리한 후 형광으로 표지된 이차 항체를 처리하였다. 그 후 간조직은 파라핀 블록을 4um로 섹션하여 슬라이드에 옮긴 후 자일렌으로 파라핀을 제거, 수화시킨 후 항원항체 반응을 살리기 위해 retrival 버퍼로 10분간 끓이고 식혔으며 위의 세포와 같이 블락킹 후 동일한 방법으로 분석하였다.After culturing the Chang cell line on an 8-well chamber slide for culture, it was fixed with 3% paraformaldehyde at 4°C for 10 minutes. After that, it was treated with 0.25% Triton® X-100 for 5 minutes and then blocked using 3% bovine serum albumin for 30 minutes, and the primary antibody was treated at 4°C for one day and then the fluorescently labeled secondary antibody was treated. did. After that, the liver tissue was sectioned with 4 μm of paraffin block and transferred to a slide, paraffin was removed and hydrated with xylene, and then boiled and cooled with retrieval buffer for 10 minutes to save antigen-antibody reaction. After blocking, the same method as above. was analyzed.
실험예Experimental example 4. 4. 면역블랏immunoblot (Western Blot) 분석(Western Blot) Analysis
면역블랏 분석을 위해 우선 배양한 Chang 세포주를 6well plate에 각각 3X105 3well을 깐 후, 24시간 배양 후에 미디어를 제거하였다. 그 후 1X PBS로 워싱한 후에 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 250 mM NaCl, 3 mM EDTA, 3 mM EGTA, 0.5% NP40, 10 mM 베타-글리세로포스페이트(beta-glycerophosphate), 50 mM 플루오린화나트륨(sodium fluoride), 0.2 mM 바나듐산나트륨(sodium vanadate), 10 mM PNPP, 5 mM PMSF 및 10 μg/ml 류펩틴(leupeptin)으로 만들어진 용해 버퍼(lysis buffer)로 세포를 용해시켰다. 용해시킨 단백질을 Bradford protein assay (Bio-Rad, Hercules, CA)로 단백질 농도를 잰 다음 40ug를 정량하여 Laemmli sample buffer를 농도에 맞게 섞어 끓인 후 SDS-PAGE에 로딩 후 이동시켰으며 밀크 블락킹(milk blocking) 및 TBS-T 워싱하고 1차 항체를 넣고 밤새도록 반응시켰다. 이후 다음날 TBS-T 워싱한 후 Rabbit 2차 항체를 1시간 배양한 뒤, 20분간 3차례 TBS-T 워싱하고 필름으로 현상하였다. 마우스 간조직은 초저온으로 얼려서 잘게 부순 후 위와 같은 방법으로 수득하여 분석하였다. For immunoblot analysis, 3X10 5 3wells of each of the cultured Chang cell lines were placed on a 6-well plate, and the media was removed after 24 hours of incubation. After washing with 1X PBS, 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 250 mM NaCl, 3 mM EDTA, 3 mM EGTA, 0.5% NP40, 10 mM beta-glycerophosphate, 50 mM fluorine Cells were lysed with a lysis buffer made of sodium fluoride, 0.2 mM sodium vanadate, 10 mM PNPP, 5 mM PMSF, and 10 μg/ml leupeptin. After measuring the protein concentration of the dissolved protein by Bradford protein assay (Bio-Rad, Hercules, CA), 40 ug was quantified, mixed with Laemmli sample buffer according to the concentration, boiled, loaded on SDS-PAGE, and transferred, and milk blocking (milk) blocking) and TBS-T washing, put the primary antibody, and reacted overnight. After TBS-T washing the next day, the Rabbit secondary antibody was incubated for 1 hour, followed by TBS-
실험예Experimental example 5. 조직학(Histology) 및 면역조직화학적( 5. Histology and immunohistochemistry ( ImmunohistochemistryImmunohistochemistry ) 특성 분석) characterization
GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스의 간 조직은 10% 포르말린에 고정 후 파라핀 엠베딩되었고 조직 블록은 4um로 섹션후 실란(silane) 코팅된 슬라이드에 옮겼다. 조직학 분석을 위해 파라핀이 제거된 조직 슬라이드를 헤마톡실린 및 에오신(hematoxylin&eosin, H&E)으로 염색하거나 콜라겐 침착을 관찰하기 위해 Sirius Red시약으로 염색하였다. 또한 면역조직화학적(Immunohistochemistry) 분석을 위해 파라핀 제거된 조직 섹션은 retrival 버퍼로 끓인 후 내생적 페록시다아제(peroxidase)를 제거하기 위해 5% 과산화수소로 15분 처리 후 tween 20 포함된 TBS 버퍼로 워싱하고 1시간 동안 블락킹 하였다. 연이어 1차와 2차 항체 처리 후 다시 워싱하고 DAB 기질 용액으로 발색한 후 재빨리 멸균된 물에 워싱하였다. 카운터 염색을 위해 헤마톡실린(hematoxylin)으로 염색하였다. 그 후 알코올화 및 마운팅을 거쳐 조직 현미경으로 관찰하였다. The liver tissue of the GOLGA2 gene knockout mouse was fixed in 10% formalin and then paraffin-embedded, and the tissue block was transferred to a silane-coated slide after sectioning at 4 μm. For histological analysis, the deparaffinized tissue slides were stained with hematoxylin and eosin (H&E) or with Sirius Red reagent to observe collagen deposition. In addition, for immunohistochemistry analysis, the deparaffinized tissue sections were boiled in retrival buffer and then treated with 5% hydrogen peroxide for 15 minutes to remove endogenous peroxidase, followed by washing with TBS
실험예Experimental example 6. 전자현미경(Transmission electron microscope, 6. Transmission electron microscope, TEMTEM ) 분석) analysis
TEM 분석을 위해 간 조직을 1% 사산화오스뮴(osmium tetroxide) 포함된 2.5% 글루타르알데히드(glutaraldehyde) 버퍼로 4℃에 밤새도록 고정한 후 알콜화처리 하였으며 프로필렌옥사이드(propylene oxide) epon resin을 조직에 침투시켜 70℃에서 밤새도록 굳힌 다음 40nm로 초박절편하여 구리 그리드에 올렸으며 JEM1010 TEM(JEOL)을 사용하여 관찰하였다.For TEM analysis, liver tissue was fixed overnight at 4°C with 2.5% glutaraldehyde buffer containing 1% osmium tetroxide, followed by alcoholization, and propylene oxide epon resin was applied to the tissue. After infiltration and hardening at 70°C overnight, ultra-thin sections of 40 nm were placed on a copper grid and observed using a JEM1010 TEM (JEOL).
실시예Example 1. 간 세포주에서 1. In liver cell lines GOLGA2GOLGA2 넉아웃이knock out 자가포식autophagy 작용을 유발함을 확인 confirm that it causes action
실험예 1에서 제작한 GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 GOLGA2 넉아웃이 미치는 영향을 확인하기 위해 면역 형광법(Immunofluorescence) 분석을 실시하였으며 이에 대한 결과를 도 2에 나타내었다. In order to confirm the effect of GOLGA2 knockout on the GOLGA2 knockout liver cell line prepared in Experimental Example 1, immunofluorescence analysis was performed, and the results are shown in FIG. 2 .
도 2에 나타낸 바와 같이, 간 세포주에서 GOLGA2 유전자를 넉아웃시켰을 때 GOLGA2 단백질이 골지에서 없어짐을 확인함으로써, GOLGA2 넉아웃 세포주에서 골지체의 GOLGA2 단백질 넉아웃을 확인하였다. 파란색은 핵(nucleus)을 나타낸다.2, the time sikyeoteul knockout GOLGA2 the gene in the liver cell line GOLGA2 protein was confirmed by checking the eopeojim in the Golgi, GOLGA2 four GOLGA2 Golgi protein knockout in cell lines out. Blue represents the nucleus.
또한, GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 작용이 유발되는 것을 확인하기 위해, 정상 간세포주(Chang)와 GOLGA2 넉아웃 간세포주를 250uM의 유리지방산(free fatty acid, FFA)으로 24시간 처리 후 중성지방(neutral lipid) 염색으로 지방 방울을 확인하였으며, 이에 대한 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에서 파란색은 핵(nucleus)을 나타낸다.In addition, in order to confirm that autophagy was induced in GOLGA2 knockout liver cell line, normal hepatocyte cell line (Chang) and GOLGA2 knockout hepatocyte cell line were treated with 250 μM free fatty acid (FFA) for 24 hours, followed by triglyceride. Fat droplets were identified by (neutral lipid) staining, and the results are shown in FIG. 3 . In FIG. 3, blue indicates a nucleus.
도 3에 나타낸 바와 같이, GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 작용의 증가로 인해 FFA에 의해 형성된 지방 방울이 분해됨을 확인하였다. 따라서 GOLGA2 넉아웃 간세포주에서 자가포식의 증가로 인해 지방 방울의 크기가 줄어든 것을 확인하였다.As shown in FIG. 3 , it was confirmed that fat droplets formed by FFA were degraded due to an increase in autophagy in the GOLGA2 knockout liver cell line. Therefore, it was confirmed that the size of the fat droplets was reduced due to the increase in autophagy in the GOLGA2 knockout hepatocyte line.
또한, GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 마커 단백질인 SQSTM1, LC3I 및 LC3ll 의 발현을 확인하기 위해 면역블랏(Western Blot) 분석을 실시하였으며 이에 대한 결과를 도 4에 나타내었다.In addition, to confirm the expression of autophagy marker proteins SQSTM1, LC3I and LC3ll in the GOLGA2 knockout liver cell line, an immunoblot analysis was performed, and the results are shown in FIG. 4 .
도 4에 나타낸 바와 같이, GOLGA2 넉아웃 간 세포주에서 자가포식 마커 단백질로 알려진 SQSTM1, LC3I 및 LC3II이 증가함을 확인하였다.As shown in FIG. 4 , it was confirmed that SQSTM1, LC3I and LC3II, known as autophagy marker proteins, increased in the GOLGA2 knockout liver cell line.
따라서 상기 결과들을 통해 GOLGA2 유전자를 넉아웃시켰을 때 골지체에서 GOLGA2 단백질이 넉아웃되며 자가포식이 증가함을 확인하였다.Therefore, it was confirmed from the above results that when the GOLGA2 gene was knocked out, the GOLGA2 protein was knocked out in the Golgi apparatus and autophagy increased.
실시예Example 2. 2. GOLGA2GOLGA2 유전자 gene 넉아웃knockout 마우스 특성 분석 Mouse Characterization
실험예 2에서 제작한 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스의 특성을 알아보기 위해 다음과 같이 분석하였다.In order to examine the characteristics of the GOLGA2 gene knockout mouse prepared in Experimental Example 2, it was analyzed as follows.
*실시예 2-1. 유전형질 분석 * Example 2-1. Genotyping
실험예 2를 통해 제작한 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스 선별을 위하여 중합효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction, PCR)을 수행하였으며 PCR을 통해 정상, 이형접합 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 유전형질을 분석하여 도 5에 나타내었다.Polymerase chain reaction (PCR) was performed to select GOLGA2 gene knockout mice prepared in Experimental Example 2, and the genotypes of normal, heterozygous and GOLGA2 knockout mice were analyzed through PCR. indicated.
도 5에 나타낸 바와 같이, PCR을 통한 GOLGA2 넉아웃 마우스 확인 결과 GOLGA2 KO 밴드만 관찰된 마우스들을 GOLGA2 넉아웃 마우스로 선별하였다.As shown in FIG. 5 , as a result of confirming GOLGA2 knockout mice through PCR, mice in which only the GOLGA2 KO band was observed were selected as GOLGA2 knockout mice.
실시예Example 2-2. 2-2. mRNAmRNA 발현 분석 Expression analysis
선별된 GOLGA2 넉아웃 마우스의 조직 내에서 GOLGA2 유전자가 모두 넉아웃된 것을 확인하기 위해서 mRNA의 발현 분석을 하였으며 이에 대한 결과를 도 6에 나타내었다.In order to confirm that all of the GOLGA2 gene was knocked out in the tissues of the selected GOLGA2 knockout mice, mRNA expression was analyzed, and the results are shown in FIG. 6 .
도 6에 나타낸 바와 같이, 모든 장기에서 완전하게 GOLGA2가 넉아웃된 것을 확인하였다.As shown in FIG. 6 , it was confirmed that GOLGA2 was completely knocked out in all organs.
실시예Example 2-3. 마우스 크기 비교 분석 2-3. Mouse size comparison analysis
정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 크기를 비교하여 사진과 그래프를 각각 도 7 및 도 8에 나타내었다.Pictures and graphs comparing the sizes of normal, heterozygous and GOLGA2 knockout mice are shown in FIGS. 7 and 8, respectively.
도 7에 나타난 바와 같이, 정상 마우스에 비해 GOLGA2 넉아웃 마우스의 크기가 작으며 특히 수컷에서 더 크기가 작은 것을 확인하였다.As shown in FIG. 7 , it was confirmed that the size of the GOLGA2 knockout mouse was smaller than that of the normal mouse, and in particular, the size was smaller in males.
또한, 도 8의 그래프에 나타난 바와 같이, 암수 상관없이 GOLGA2 넉아웃 마우스만이 정상에 비해 유의미하게 크기가 감소함을 확인하였다(n=3).In addition, as shown in the graph of FIG. 8 , it was confirmed that only GOLGA2 knockout mice significantly decreased in size compared to normal, regardless of sex (n=3).
실시예Example 2-4. 마우스 몸무게 비교 분석 2-4. Mouse weight comparison analysis
정상, 이형접합체 및 GOLGA2 넉아웃 마우스의 몸무게를 측정하여 비교 그래프를 도 9에 나타내었다.The weights of normal, heterozygous and GOLGA2 knockout mice were measured, and a comparison graph is shown in FIG. 9 .
도 9에 나타난 바와 같이, 암컷은 각 군의 몸무게 변화가 없었으며 수컷에서 이형접합체와 GOLGA2 넉아웃 마우스의 몸무게는 정상 마우스에 비해 유의미하게 몸무게가 감소함을 확인하였다(n=3). As shown in FIG. 9 , it was confirmed that there was no change in the body weight of females in each group, and the weights of heterozygous and GOLGA2 knockout mice in males significantly decreased compared to normal mice (n=3).
실시예Example 2-5. 2-5. 넉아웃knockout 마우스의 장기 크기 분석 Analysis of organ size in mice
GOLGA2 넉아웃 마우스의 장기 크기를 비교하여 도 10에 나타내었다. The organ sizes of GOLGA2 knockout mice were compared and shown in FIG. 10 .
도 10에서와 같이, 수컷 정상 마우스와 비교하여 수컷 GOLGA2 넉아웃 마우스의 장기 크기가 감소한 것을 확인하였다.As shown in FIG. 10 , it was confirmed that the organ size of male GOLGA2 knockout mice was reduced compared to that of normal male mice.
실시예Example 3. 3. GOLGA2GOLGA2 넉아웃knockout 마우스의 간에서 in the mouse liver GOLGA2GOLGA2 넉아웃이knock out 자가포식autophagy 작용을 유발시킴을 확인 Confirm that it causes action
상기 실험예 2에서 제작한 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스를 통해 실제 간에서 GOLGA2 넉아웃이 자가포식 작용을 유발시키는지 확인하기 위해 면역형광염색 분석을 실시하였으며 이에 대한 결과를 도 11에 나타내었다. Immunofluorescence staining analysis was performed to confirm whether GOLGA2 knockout induced autophagy in the liver through the GOLGA2 gene knockout mouse prepared in Experimental Example 2, and the results are shown in FIG. 11 .
도 11에 나타낸 바와 같이, GOLGA2 넉아웃 마우스 간조직에서 자가포식 마커 단백질인 LC3B 염색은 간의 특정 세포에서 매우 활성화된 것을 확인하였다. 또한, 그 수는 전체 간의 10% 이하로 분석하였으며 이는 간장 대식 세포(hepatic macrophage)이거나 간성상세포일 가능성이 높을 것으로 확인하였다.As shown in FIG. 11 , it was confirmed that LC3B staining, an autophagy marker protein, was highly activated in specific cells of the liver in GOLGA2 knockout mouse liver tissue. In addition, the number was analyzed to be less than 10% of the whole liver, and it was confirmed that it was highly likely to be hepatic macrophage or hepatic stellate cells.
또한 GOLGA2 넉아웃 마우스 간의 전자현미경 이미지 분석 결과를 도 12에 나타내었다. 도 12에서 Nu는 핵, M은 미토콘드리아, G는 골지체, LD는 지방 방울을 나타낸다.In addition, the results of electron microscope image analysis of GOLGA2 knockout mice are shown in FIG. 12 . In Fig. 12, Nu denotes a nucleus, M denotes mitochondria, G denotes the Golgi apparatus, and LD denotes a fat droplet.
도 12에 나타낸 바와 같이, 정상 간세포는 정상적인 형태의 지방 방울과 골지체가 관찰되지만 GOLGA2 넉아웃 마우스의 간세포에서는 지방 방울과 골지체가 관찰되지 않으며 미토콘드리아는 이중막으로 둘러쌓여 있는 것을 확인하였다. 이는 미토콘드리아 자가포식(mitophagy)에서 발견되는 표현형이며, 이를 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스 간에서 자가포식에 의해 지방 방울이 분해되었다는 것을 확인하였다.As shown in Fig. 12, normal hepatocytes have normal morphology of fat droplets and Golgi bodies, but GOLGA2 Fat droplets and Golgi bodies were not observed in hepatocytes of knockout mice, and it was confirmed that mitochondria were surrounded by a double membrane. This is a phenotype found in mitochondrial autophagy, through which GOLGA2 It was confirmed that fat droplets were degraded by autophagy in the liver of knockout mice.
따라서 상기 결과들을 통해 GOLGA2 넉아웃 마우스의 간에서 GOLGA2 넉아웃이 간에서 자가포식 작용을 활성화시킴을 확인하였다.Therefore, it was confirmed through the above results that GOLGA2 knockout activates autophagy in the liver of GOLGA2 knockout mice.
실시예Example 4. 4. GOLGA2GOLGA2 넉아웃knockout 마우스를 통해 through the mouse 간섬유화(liver fibrosis)에서In liver fibrosis GOLGA2GOLGA2 넉아웃이knock out 미치는 영향 확인 Check the impact
상기 실험예 2에서 제작한 GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스를 통해 실제 간에서 GOLGA2 넉아웃이 간섬유화에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위해 조직학적 분석을 실시하였으며 이에 대한 결과를 도 13에 나타내었다. Through the GOLGA2 gene knockout mouse prepared in Experimental Example 2, a histological analysis was performed to confirm the effect of GOLGA2 knockout on liver fibrosis in the liver, and the results are shown in FIG. 13 .
도 13에 나타낸 바와 같이, H&E 염색시 GOLGA2 넉아웃 마우스의 간관 (hepatic duct) 주변의 간세포의 밀도가 높아진 것을 확인하였다. 또한, Sirius red 염색에서 간 전체에 섬유화 병변이 발견됨을 확인하였다(도 13 내 검은 화살표).As shown in FIG. 13 , it was confirmed that the density of hepatocytes around the hepatic duct of GOLGA2 knockout mice was increased during H&E staining. In addition, it was confirmed that fibrotic lesions were found throughout the liver in Sirius red staining (black arrow in FIG. 13 ).
이러한 결과는 기존의 화합물인 사염화탄소에 의해 간관 주변의 간섬유화를 확인한 것과 다르게, 유전적 요인에 의해 간 전체에 섬유화가 일어남을 확인한 결과이다.This result is the result of confirming that fibrosis occurs in the entire liver due to genetic factors, unlike the confirmation of liver fibrosis around the liver duct by the conventional compound, carbon tetrachloride.
또한, GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스 간의 면역조직염색 분석 결과를 도 14에 나타내었다.In addition, the results of immunohistochemistry analysis of GOLGA2 gene knockout mice are shown in FIG. 14 .
도 14에 나타낸 바와 같이, GOLGA2 넉아웃 마우스의 간관 주변에 섬유화의 지표 단백질인 Smooth muscle actin (SMA)의 발현이 증가된 것을 확인하였다.As shown in Fig. 14, GOLGA2 It was confirmed that the expression of smooth muscle actin (SMA), an indicator protein of fibrosis, was increased around the liver duct of knockout mice.
또한, GOLGA2 유전자 넉아웃 마우스 간의 면역블랏 분석 결과를 도 15에 나타내었다.In addition, the results of immunoblot analysis between GOLGA2 gene knockout mice are shown in FIG. 15 .
도 15에 나타낸 바와 같이, GOLGA2 넉아웃 마우스 간에서 TGF-β 신호 전달 기전의 하위 기전 단백질인 SMAD4가 현저하게 증가한 것을 확인하였다. 이 TGF-β 신호 전달 기전의 증가는 섬유화에 일어나는 중요한 기전이므로, 이를 통해서도 GOLGA2 넉아웃이 간 섬유화를 일으킴을 확인하였다.As shown in Figure 15, GOLGA2 It was confirmed that SMAD4, a sub-mechanical protein of the TGF-β signaling mechanism, significantly increased in the liver of knockout mice. Since this increase in the TGF-β signaling mechanism is an important mechanism for fibrosis, it was confirmed that GOLGA2 knockout also causes liver fibrosis.
실시예Example 5. 5. GOLGA2GOLGA2 유전자 gene 넉아웃된knocked out 간조직liver tissue 섬유화 마우스 모델 확립 Establishment of a fibrotic mouse model
상기와 같은 실시예를 통하여, 골지체 단백질인 GOLGA2 유전자의 결실은 자가포식을 유발하고 특히 많은 지질을 포함하고 있는 간의 간성상세포에서 자가포식 작용에 의해 세포내 지질이 분해됨을 확인하였다. 또한, 이로 인해 간성상세포는 섬유화세포로 형질전환되어 간조직의 섬유화를 일으킴을 확인하였다. 이를 통해 최종적으로 GOLGA2 유전자 넉아웃된 간조직 섬유화 마우스 모델을 확립하였으며, 이를 도 16에 나타내었다.Through the above examples, it was confirmed that deletion of the GOLGA2 gene, a Golgi protein, induces autophagy , and intracellular lipids are degraded by autophagy, especially in hepatic stellate cells containing a lot of lipids. In addition, it was confirmed that due to this, the hepatic stellate cells were transformed into fibrotic cells to cause fibrosis of the liver tissue. Through this, a mouse model of liver tissue fibrosis in which the GOLGA2 gene was knocked out was finally established, which is shown in FIG. 16 .
Claims (5)
A composition for preparing a mouse model of liver fibrosis comprising embryonic stem cells in which GOLGA2 gene exons 1 to 26 are deleted.
상기 마우스 모델 제조용 조성물은,
마우스 모델의 간세포의 골지체에서 GOLGA2 단백질을 넉아웃시키는 것을 특징으로 하는 간 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.
According to claim 1,
The composition for preparing the mouse model,
A composition for preparing a mouse model of liver fibrosis, characterized in that it knocks out the GOLGA2 protein from the Golgi apparatus of hepatocytes of the mouse model.
상기 마우스 모델 제조용 조성물은,
마우스 모델의 간에서 자가포식 작용을 증진시키는 것을 특징으로 하는 간 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.
According to claim 1,
The composition for preparing the mouse model,
A composition for preparing a mouse model of liver fibrosis, characterized in that it enhances autophagy in the liver of the mouse model.
상기 간은,
간성상세포인 것을 특징으로 하는 간 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.
4. The method of claim 3,
The liver,
A composition for preparing a mouse model of liver fibrosis, characterized in that it is hepatic stellate cells.
상기 마우스 모델 제조용 조성물은,
마우스 모델의 간에서 LC3B 단백질의 발현을 증진시키거나 SMAD4 단백질을 증가시키는 것을 특징으로 하는 간 섬유화 마우스 모델 제조용 조성물.According to claim 1,
The composition for preparing the mouse model,
A composition for preparing a mouse model of liver fibrosis, characterized in that it enhances the expression of LC3B protein or increases the SMAD4 protein in the liver of the mouse model.
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